(57)【要約】【課題】起動性を向上させた振動モータを提供する。【解決手段】振動モータ１は、フレーム３２にメインコイル３３が埋設された扁平形状のロータ３０がケースＣ内に収容されており、メインコイル３３へ整流子片３１ａを介して電流を流すことによってロータ３０をケースＣ内のマグネット上で回転させる。このロータ３０は、フレーム３２に埋設されると共にロータ３０の静止時にマグネット１１のＳ極１１ｂとＮ極１１ｃとの境界上に位置してロータ３０の静止位置を規制する磁性体３５と、メインコイル３３と電気的に接続されると共に磁性体３５に巻かれた補助コイル３６とを有する。そして、マグネット１１によって磁性体３５に誘起される磁性と反対の磁性をメインコイル３３への通電開始時に磁性体３５に生じせしめるように、補助コイル３６はメインコイル３３と電気的に接続される。【選択図】図１
2006101667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームにメインコイルが埋設された扁平形状のロータがケース内に収容されており、前記メインコイルへ整流子片を介して電流を流すことによって前記ロータを前記ケース内のマグネット上で回転させる振動モータにおいて、
前記ロータは、
前記フレームに埋設されると共に前記ロータの静止時に前記マグネットのＮ極とＳ極との境界上に位置して前記ロータの静止位置を規制する磁性体と、
前記メインコイルと電気的に接続されると共に前記磁性体に巻かれた補助コイルとを有し、
前記マグネットによって前記磁性体に誘起される磁性と反対の磁性を前記メインコイルへの通電開始時に前記磁性体に生じせしめるように、前記補助コイルは前記メインコイルと電気的に接続されることを特徴とする振動モータ。
【請求項２】
前記磁性体は、前記メインコイルの前記中心線上から周方向でずれて、前記ロータの起動可能位置に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の振動モータ。
【請求項３】
前記磁性体は、前記メインコイルの外側で前記フレーム内に埋設されており、
前記ロータの前記フレームには、前記磁性体と前記メインコイルとの間に錘が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種携帯通信機器（例えば、携帯電話機）等に内蔵し、振動発生源として利用するための振動モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機には、着信を知らせるための振動の発生源として振動モータが内蔵されている。近年、この振動モータの小型化が図られており、単相で扁平型のものが多く使われるようになってきている。このような単相で扁平型の振動モータとしては、特許文献１記載のものがある。この公報に記載の振動モータは、略円筒状のケースを有しており、そのケース内には、メインコイルがフレームに埋設された扁平なロータと、Ｎ極とＳ極とが交互に配置された環状なマグネットとが収容され、ロータは、ケース内面に固定されたマグネットの上方で回転可能に配置されている。そして、メインコイルに電流を流すことによってロータが回転し、ケースが振動する。
【特許文献１】特開平１０―３３６９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、単層モータでは、ロータを一方向に回すために、メインコイルに流れる電流の向きをマグネットの磁性の変化に応じて反転させている。この電流方向の切り替えは、メインコイルに電気的に接続された整流子によって行われるが、電流の切り替え位置でロータが停止すると、次に起動する時にメインコイルへ通電できない場合がある。そこで、上記公報に記載の振動モータのロータには、ロータの静止位置を規制する磁性体ピンが設けられている。しかしながら、この磁性体ピンとマグネットとの間には磁気吸引力が生じているため、起動開始時には逆にロータが起動しにくいという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、起動性を向上させた振動モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る振動モータは、フレームにメインコイルが埋設された扁平形状のロータがケース内に収容されており、メインコイルへ整流子片を介して電流を流すことによってロータをケース内のマグネット上で回転させる振動モータにおいて、ロータは、フレームに埋設されると共にロータの静止時にマグネットのＮ極とＳ極との境界上に位置してロータの静止位置を規制する磁性体と、メインコイルと電気的に接続されると共に磁性体に巻かれた補助コイルとを有し、マグネットによって磁性体に誘起される磁性と反対の磁性をメインコイルへの通電開始時に磁性体に生じせしめるように、補助コイルはメインコイルと電気的に接続されることを特徴とする。
【０００６】
この構成では、振動モータの起動時においてメインコイルへの通電を開始すると、ロータの静止位置を規制する磁性体に巻かれた補助コイルにも電流が流れる。このとき、マグネットによって誘起される磁性と反対の磁性が磁性体に生じる。その結果として、ロータの静止時に磁性体とマグネットとの間に発生していた磁気吸引力が低減される、ロータをスムーズに起動させることができる。
【０００７】
また、本発明に係る振動モータの磁性体は、メインコイルの中心線上から周方向でずれて、ロータの起動可能位置に埋設されていることが好ましい。この場合、メインコイルの中心線と整流子片の中心線とがほぼ一致している既存のロータを有効に利用して、起動性を容易に向上させることができる。
【０００８】
更に、本発明に係る振動モータの磁性体は、メインコイルの外側でフレームに埋設されており、ロータのフレームには、磁性体とメインコイルとの間に錘が設けられていることが好ましい。この場合、磁性体がメインコイルの外側でフレームに埋設されているので、メインコイルへの通電時には補助コイルに流れる電流によってのみ磁性体に磁性を生じさせることができるので、振動モータの起動時においてマグネットと磁性体との磁気吸引力を確実に低減できる。また、錘によってロータの偏心量を大きくすることができるため、振動量を大きくすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る振動モータによれば、振動モータをスムーズに起動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明に係る振動モータの好適な実施形態について説明する。
【００１１】
図１〜図４に示すように振動モータ１は、円板状をなす金属製ベース板１０と金属製の円筒状カバー２０とからなる略円筒形のケースＣを有し、このケースＣ内には、扁平のロータ３０が収容されている。また、振動モータ１は、単相モータであって、直径約１０ｍｍ、高さ約３ｍｍと小型化が図られており、携帯電話などに内蔵され振動発生源として利用される。
【００１２】
ベース板１０上には、環状のマグネット１１が接着固定されている。このマグネット１１は、４つの領域に等分されており、ベース板１０の上面に対して略垂直な方向に着磁され、Ｎ極１１ａ，１１ｃとＳ極１１ｂ，１１ｄとが交互に配置されている。
【００１３】
また、ベース板１０の中央には、ロータ３０を回転可能に支持する支軸１２が配置されており、支軸１２は、ベース板１０の中央に形成されたボス部１３に、例えば圧入されて固定されている。そして、ボス部１３を包囲するように、ベース板１０上にはフレキシブル基板１４が配置されている。このフレキシブル基板１４は、絶縁基板１４ａ内に一対の端子１４ｂ，１４ｃが埋め込まれたものであり、図示しない外部電源と接続するために、フレキシブル基板１４の一部は、ベース板１０の周壁１０ａに形成された切欠部から外側に突出している。
【００１４】
そして、この突出部分には、一対の端子１４ｂ，１４ｃの一端が基板１４ａから露出しており、外部電源と電気的に接続される。また、一対の端子１４ｂ，１４ｃの他端は、ボス部１３の周囲に配置された一対のブラシ１５ａ，１５ｂの基端と半田によってそれぞれ接合されている。これにより、一対のブラシ１５ａ，１５ｂに外部電源から電力を供給することができる。また、一対のブラシ１５ａ，１５ｂの自由端は、ロータ３０の整流子３１に対し確実に摺動接触させるために、フレキシブル基板１４側からロータ３０に向かって突出する。そして、ブラシ１５ａの自由端は、Ｎ極１１ａとＳ極１１ｂとの境界近傍に位置し、ブラシ１５ｂの自由端は、Ｓ極１１ｂとＮ極１１ｃの境界近傍に位置する。
【００１５】
ロータ３０は、樹脂からなる半円板形状のフレーム３２を有し、フレーム３２には、コアレスコイルとしてのメインコイル３３が一体的に埋設されていると共に、ロータ３０の回転中心となるべき略円筒状の軸受３４が埋設されている。そして、ロータ３０は、軸受３４を介して支軸１２に回転可能に支持されている。
【００１６】
軸受３４は、ロータ３０とマグネット１１との間に空隙ができるように、フレーム３２の底面３２ａよりも下側（ベース板１０側）に向けて延びているので（図２参照）、ロータ３０は、マグネット１１に当たることなくスムーズに回転する。更に、ロータ３０が回転しやすいように、軸受３４とボス部１３との間にはスペーサ４１が設けられている。また、ロータ３０がケースＣ内に収容される際、支軸１２の軸線方向にロータ３０がガタつかないように、軸受３４の上部には鍔部４２が固定されている。
【００１７】
更に、フレーム３２には、軸受３４の周囲において、整流子３１が設けられている。この整流子３１は、図３に示すように、４つの略扇状の整流子片３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが環状に配置されたものであり、整流子片３１ａ〜３１ｄのうち互いに隣り合う２つの整流子片にブラシ１５ａ，１５ｂがそれぞれ摺動接触する。また、整流子片３１ａ〜３１ｄのうち互いに対向する整流子片３１ａ，３１ｃが電気的に接続され、整流子片３１ｂ，３１ｄが電気的に接続されている。そして、整流子片３１ａとメインコイル３３の一端とが接続され、整流子片３１ｄとメインコイル３３の他端とが接続されている。
【００１８】
メインコイル３３は、略扇状であって、ロータ３０の径方向に沿ったメインコイル３３の中心線Ｌ１に対してほぼ線対称となっている。また、メインコイル３３は、その開き角α１が各整流子片３１ａ〜３１ｄの開き角α２と同様に約９０度であると共に、中心線Ｌ１が整流子片３１ａの中心線とほぼ一致してマグネット１１と対面するように配置されている。
【００１９】
上記構成により、端子１４ｂ，１４ｃ、一対のブラシ１５ａ，１５ｂ及び整流子３１を通してメインコイル３３に電流が流れると、マグネット１１と対面するメインコイル３３にはトルクが生じる結果、メインコイル３３と一緒にロータ３０が回転する。そして、ロータ３０が回転した際に、マグネット１１の磁極の変化に応じて、整流子３１によってメインコイル３３に流れる電流の向きが反転する結果、ロータ３０は一方向に回転する。
【００２０】
なお、４つの整流子片３１ａ〜３１ｄのうち互いに隣り合う整流子片間は、互いの整流子片がブラシ１５ａ，１５ｂを介して短絡しないように所定の幅離れており、その間に中間パッド３１ｅが形成されている。そして、ブラシ１５ａ，１５ｂが、中間パッド３１ｅ上に位置すると、メインコイル３３に電流が流れずトルクが生じない領域である、いわゆるデッドポイントが生じる。
【００２１】
そこで、フレーム３２には、ロータ３０の停止時にデッドポイントでロータ３０が静止しないようにロータ３０の静止位置を規制するための、鉄やニッケルからなる磁性体ピン３５が埋設されている。磁性体ピン３５は、図４に示すように、メインコイル３３の中心線Ｌ１に対する配置角βが約１１２．５度（９０度＋２２．５度）となる位置に配置され、磁性体ピン３５の長手方向が、周方向に対する接線方向とほぼ一致するようにフレーム３２に埋設されている。ここで、配置角βとは、磁性体ピン３５の両端部３５ａ，３５ｂ間の中心と軸受３４の中心とを通る中心線Ｌ２と、メインコイル３３の中心線Ｌ１との間の角度である。
【００２２】
ロータ３０の停止時（すなわち非通電時）において、磁性体ピン３５には、、マグネット１１によって磁性が誘起されて磁性体ピン３５とマグネット１１との間に磁気吸引力が生じる。その結果、ロータ３０は、図５に示すように、例えば、Ｓ極１１ｂとＮ極１１ｃとの境界上に磁性体ピン３５が位置するように停止する。このとき、配置角βが１１２．５度であることから、メインコイル３３の中心線Ｌ１はマグネット１１のＮ極とＳ極の境界上からずれており、ロータ３０の静止位置は、起動可能位置となっている。また、この位置は、振動モータ１を起動するときにブラシ１５ａ，１５ｂとメインコイル３３とが確実に通電する位置でもある。
【００２３】
更に、このメインコイル３３への通電開始時に、マグネット１１と磁性体ピン３５との間に生じている磁気吸引力をキャンセルするために、磁性体ピン３５の外周部には、磁性体ピン３５を芯とする補助コイル３６が巻かれている。補助コイル３６は、マグネット１１によって誘起される磁性と反対の磁性を磁性体ピン３５に生じせしめるように、メインコイル３３に直列接続されている。
【００２４】
したがって、ロータ３０の静止時、図５に示すように、磁性体ピン３５の端部３５ａ，３５ｂにＳ極、Ｎ極がそれぞれ誘起されている場合でも、ロータ３０の起動時には、補助コイル３６に流れる電流によって、図６に示すように、端部３５ａ，３５ｂにそれぞれＮ極とＳ極とを生じせしめる。その結果、メインコイル３３に電流が流れることで生じるトルクＴでロータ３０がスムーズに起動する。このとき、補助コイル３６と磁性体ピン３５とからなる電磁石によっても、トルクＴと同方向のトルクが生じ、起動力の補助となる。
【００２５】
そして、起動後においては、メインコイル３３に流れる電流の向きの切り替わりに応じて、補助コイル３６に流れる電流も切り替わるので、デッドポイントでマグネット１１によって誘起される磁性体ピン３５の誘導磁化がその都度キャンセルされ、その結果として、ロータ３０はスムーズに回転する。また、このロータ３０は、ケースＣ内に軸線１２に対して偏心状態で配置されているので、ロータ３０の回転によってケースＣが振動する。
【００２６】
このケースＣの振動をより大きくするために、図１〜図４に示すように、フレーム３２には、磁性体ピン３５とメインコイル３３との間に円板状で非磁性な錘３７が埋設されている。この錘３７によって、ロータ３０の重心位置がズレて偏心量が大きくなる結果、振動を大きくすることができている。
【００２７】
次に、上記振動モータ１の動作について説明する。振動モータ１の停止時には、補助コイル３６には電流が流れていないので、図５に示すように、磁性体ピン３５はマグネット１１のＳ極１１ｂとＮ極１１ｃとの境界上に位置して、ロータ３０が起動可能位置で静止している。その後、振動モータ１の起動時にブラシ１５ａ，１５ｂ及び整流子３１を介してメインコイル３３に電流を供給すると、補助コイル３６にも電流が流れる。その結果、ロータ３０の静止位置の規制に利用されていた磁性体ピン３５とマグネット１１との間の磁気吸引力がほぼキャンセルされる。そのため、メインコイル３３に通電されて生じるトルクＴによって、ロータ３０がスムーズに回転し始める。
【００２８】
なお、上記振動モータ１では、磁性体ピン３５がメインコイル３３の外側でフレーム３２に埋設されているので、メインコイル３３への通電時には補助コイル３６に流れる電流によってのみ磁性体ピン３５に磁性を生じさせることができる。従って、振動モータ１の起動時においてマグネット１１と磁性体ピン３５との間の磁気吸引力が確実に低減される。
【００２９】
また、振動モータ１の振動を停止するために、メインコイル３３への通電を止めたときには、補助コイル３６へ電流は流れないため、磁性体ピン３５には、マグネット１１によって磁性が誘起される（図５参照）。これにより、磁性体ピン３５とマグネット１１との間に磁気吸引力が生じる結果、その磁気吸引力によって、ロータ３０を起動可能位置に確実に静止できる。
【００３０】
前述したように、振動モータ１では、起動時には補助コイル３６と磁性体ピン３５とからなる電磁石によって磁界を新たに発生させることで、振動モータ１の起動性を向上させている。したがって、振動モータ１では、フレーム３２や錘３７の自重、及び、ブラシ１５ａ，１５ｂと整流子３１との摩擦などに打ち勝ってロータ３０を起動可能位置に静止させるために、磁性体ピン３５とマグネット１１との間に働く磁気吸引力を大きくした場合でも、ロータ３０を容易に始動させることが可能である。その結果、より重い錘３７などを利用することができ、振動モータ１の振動量の増大が図られる。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことはいうまでもない。例えば、磁性体ピン３５は、メインコイル３３の中心線Ｌ１に対して周方向で９０度ずれた位置から更にズレ角γ（図４参照）として２２．５度ずれた位置に配置されているが、磁性体ピン３５の位置はこの場合に限定されない。例えば、配置角βは、マグネット１１の極数が４極の場合は、９０度の倍数にズレ角γを加えたものでもよい。そして、ズレ角γは、必ずしも２２．５度に限らない。
【００３２】
更に、マグネット１１の極数に応じて配置角βが変更されるのは言うまでもなく、メインコイル３３に対する磁性体ピン３５の位置は、起動時にメインコイル３３にトルクＴが確実に生じる起動可能位置になるようになっていればよい。
【００３３】
更に、マグネット１１は、一体成形によって環状に作り出されているが、Ｎ極、Ｓ極に着磁した扇形のマグネット１１を複数個環状に配置したものでもよい。また、磁性体ピン３５の形状は、棒状に限らず、板状とすることもできる。更に、補助コイル３６は、メインコイル３３に直列接続されているとしたが、メインコイル３３に対して並列接続することもできる。ただし、発熱量などの観点から直列接続である方が好ましい。また、磁性体ピン３５は、鉄からなるとしたが、他の磁性を有するものからなっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る振動モータの一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示された振動モータの縦断面図である。
【図３】図１に示された振動モータの一部をなすロータの底面図である。
【図４】図１に示された振動モータの平面図である
【図５】静止時における図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】起動開始時における振動モータの断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…振動モータ、１１…マグネット、１１ａ，１１ｃ…Ｎ極、１１ｂ，１１ｄ…Ｓ極、３０…ロータ、３１…整流子、３１ａ〜３１ｄ…整流子片、３２…フレーム、３３…メインコイル、３５…磁性体ピン（磁性体）、３６…補助コイル、３７…錘、Ｃ…ケース、Ｌ１…メインコイルの中心線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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